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桩基础广泛应用于高层建筑、桥梁、输电塔、海洋平台以及海上风电结构等,除了竖向荷载外,这些结构承受较大的水平荷载。我国东南沿海地区广泛分布软土,由于软粘土一般具有含水量高、压缩性高、强度低、高灵敏性等特性,因而软粘土地基中水平受荷桩的设计和施工条件更为严苛。岩土工程界对桩基竖向受荷性能有大量的研究,而对于软粘土地基中,水平荷载作用下的桩-土相互作用机理以及桩体的水平静、循环受荷性能的研究相对较少。软粘土基地中水平受荷单桩的设计方法仍有争议;桩体刚柔性的影响以及由此引起的桩-土体系破坏模式的变化有待进一步揭示;水平荷载引起的桩体循环效应和后循环响应,大直径单桩引起的尺寸效应,竖向荷载引起的桩体水平受荷性能的响应,以及经济适用的桩体加固措施等,仍有待进一步探索。本文针对以上所提到的软粘土地基中水平受荷桩设计的关键性技术问题,分别从理论分析、数值模拟、全比尺原位试验和离心模型试验等方面,进行了系统的研究和探索,具体的工作包括了以下几方面内容:1.通过开展软粘土地基中的现场全比尺原位试验,研究了单桩基础承受水平静、单向循环、双向循环荷载时的性状。基于现场实测数据,探讨了不同承载力标准下的桩基静极限承载力,重点评价了桩体的循环承载性能,对比分析荷载形式效应对桩体循环受荷性能的影响,并基于不同加固深度下(4m和6m)的复合桩与未加固单桩的对比,系统评价了在软粘土地基中,采用旋喷桩加固对单桩水平受荷性能的影响。2.基于现场原位试验,应用三维有限元模拟对现场实测结果进行对比分析,采用塑性-损伤本构,对未加固单桩和复合桩的渐进破坏机理进行模拟分析,重点探讨了引起复合桩体损伤的应力机制,以及桩体损伤对桩身刚度、强度、桩土相互作用以及复合桩加固性能的影响。最后对比分析了各加固参数对复合桩基承载力性能的影响,并基于此提出了相应的设计与施工建议。3.开展离心模型试验,研究水平静、循环荷载下,软粘土地基中单桩水平受荷性能。研究侧重于刚柔性单桩循环受荷响应分析,对刚柔性单桩与完全柔性桩和完全刚性桩的差异性进行探讨;通过离心模型试验中的PIV分析,获得桩周土体位移场,进而揭示刚柔性单桩桩周土体“三区域破坏模式”,评价该新型破坏模式对桩-土循环p-y响应的影响。针对刚柔性单桩浅层土体加固的试验结果,对加固后复合桩在桩头位移循环累积、循环刚度衰减、桩身弯矩响应以及桩周土体位移场、破坏模式和p-y响应等方面,作了全面评价分析。4.通过土单元循环加载试验,对软粘土(高岭土)的粘性土亚塑性本构参数进行标定,基于标定后的亚塑性本构,分析了桩-土相对刚度对桩周土体破坏模式的影响,得到了适用于大直径刚性单桩的修正静力p-y曲线。通过不同荷载工况的对比计算,分析了由于桩径变化引起的单桩水平受荷的尺寸效应,以及由于循环荷载的循环效应引起的大直径刚性单桩后循环响应。5.通过离心模型试验与三维有限元分析,揭示了竖向荷载对单桩水平受荷性能的影响机理,研究了不同排水条件(是否允许孔压消散)、不同土体超固结状态(正常固结与超固结土)、和不同竖向荷载幅值下,施加竖向荷载对桩体水平静力、循环受荷性能的影响。